Ciclos de vida

Fichas

• Ciclos de vida 2

Exercícios interactivos:

• Ciclo de vida de um fungo: Q1 , Q2 , Q3 , Q 4
• Ciclo vida de uma alga (espirogira): Q1 
• Ciclo de vida de um mamífero: Q1
• Ciclo de vida do polipódio: Q1
• Ciclos de vida - comparação: Q1 , Q2 , Q3

Apresentação explorada na aula:

• Ciclos de vida

O ciclo de vida de um organismo corresponde à sequência de acontecimentos que ocorrem na vida de um ser vivo, desde que é concebido até produzir a sua própria descendência. O ciclo de vida de uma dada espécie mantém-se de geração para geração.

Existe uma grande diversidade de ciclos de vida. No ciclo de vida de organismos com reprodução assexuada não há alteração do número de cromossomas - alternância de fases nucleares -, verificando-se estabilidade genética. Nos organismos com reprodução sexuada, o ciclo de vida inclui fenómenos de fecundação, com duplicação do número de cromossomas, e de meiose, com reposição do número de cromossomas duplicado, ocorrendo alternância de fases nucleares - fase haplóide e fase diplóide.

A fase haplóide, ou haplofase, compreendida entre a meiose e a fecundação, inicia-se na célula que resulta da meiose e que possui n cromossomas. A fase diplóide, ou diplofase, compreendida entre a fecundação e a meiose, inicia-se na célula que resulta da fecundação (ovo) e que possui 2n cromossomas.

A fecundação e a meiose podem suceder em momentos diferentes do ciclo de vida, o que permite estabelecer diferentes tipos de meiose: 

• A meiose pós-zigótica ocorre na primeira divisão do zigoto, que é a única entidade diplóide existente em todo o ciclo de vida. Neste caso, a diplofase está reduzida a uma única célula. 
• A meiose pré-gamética sucede aquando a formação dos gâmetas. O zigoto sofre mitoses sucessivas, originando um organismo multicelular com células diplóides que, por meiose, produz gâmetas haplóides. A haplofase, neste caso, está reduzida aos gâmetas. 
• A meiose pré-espórica ocorre na formação dos esporos. O zigoto passa por mitoses sucessivas, formando um organismo pluricelular constituído por células diplóides. Neste organismo ocorre meiose, produzindo-se esporos haplóides que são células reprodutoras. Após a germinação, os esporos originam uma entidade pluricelular que produz gâmetas. A haplofase e a diplofase incluem entidades pluricelulares.

De acordo com o momento em que a meiose ocorre, determinando o desenvolvimento relativo das duas fases, pode considerar-se três tipos de ciclo de vida: os haplontes, os diplontes e os haplodiplontes. 

• No ciclo de vida haplonte (A), a fase haplóide é a mais desenvolvida, estando a fase diplóide reduzida ao zigoto. A meiose é pós-zigótica e ocorre a seguir à formação do zigoto diplóide, não se produzindo gâmetas. Da meiose pós-zigótica resultam células haplóides, que se dividem, por mitoses sucessivas, dando origem a um organismo pluricelular haplonte, que produz gâmetas. A maioria dos fungos, alguns protistas e algumas algas, como a espirogira, têm um ciclo de vida haplonte.

• O ciclo de vida haplodiplonte (B),  inclui estruturas pluricelulares diplontes - esporófito - e haplontes - gametófito -, verificando-se alternância de gerações. A haplofase e a diplofase alternam, estando bem desenvolvidas, e a reprodução assexuada alterna com a reprodução sexuada. A meiose é pré-espórica e ocorre aquando a produção dos esporos haplóides pelo esporófito diplóide. Os esporos sofrem mitoses sucessivas, originando o gametófito que, por mitoses sucessivas, produz gâmetas. Durante a fecundação, os gâmetas fundem-se, originando um zigoto diplóide que forma um novo esporófito. Algumas espécies de algas e plantas apresentam um ciclo de vida haplodiplonte.

• No ciclo de vida diplonte (C), a fase diplóide é dominante, sendo os gâmetas as únicas células haplóides. A meiose é pré-gamética, ocorrendo durante a produção dos gâmetas. Da fecundação resulta o zigoto diplóide, que se divide e origina um organismo pluricelular diplonte. O ciclo de vida do tipo diplonte é característico da maioria dos animais.

O Ciclo celular

APRESENTAÇÃO

(clica para descarregar em PDF)

    O ciclo celular compreende o conjunto de transformações que decorrem desde a formação de uma célula até ao momento em que ela própria, por divisão, origina duas células-filhas.  Um ciclo celular normal consiste em duas etapas principais. A primeira etapa é a interfase, durante a qual a célula vive a maior parte do tempo e se dá o seu crescimento. A segunda etapa é a divisão celular (ou fase mitótica), durante a qual a célula se divide. A divisão celular inclui a mitose (divisão do núcleo) e a citocinese (divisão do citoplasma). É durante a citocinese que as duas células resultantes da mitose completam a sua separação.

     Etapas do ciclo celular:

 

     1. INTERFASE: Período entre o fim de uma divisão celular e o inicio da seguinte. As células passam a maior parte da sua vida em interfase. Durante esta fase os cromossomas encontram-se distendidos, não sendo observáveis ao M.O.C.

• FASE G1: 1ª fase de crescimento celular. Nesta fase verifica-se uma intensa actividade de síntese de proteínas, enzimas e RNA. Ocorre também a formação de organitos celulares. Há um significativo crescimento da célula.
• FASE S:  Ocorre a auto-replicação das moléculas de DNA, associamdo-se a elas mesmas proteínas. Cada cromossoma passa a ser constiuido por dois cromatídeos (2 moléculas de DNA + proteínas) ligados por um centrómero. Nas células animais começa a ocorrer ainda a duplicação dos centríolos, originando-se 2 pares .

 

•  FASE G2:  2ª fase de crescimento celular. Nesta fase ocorre a  preparação da célula para a divisão celular. Ocorre a síntese de  biomoléculas (sobretudo proteínas) que vão ser usadas na fase mitótica. Os centríolos encontram-se já duplicados, existindo por isso 2 pares.

      2. FASE MITÓTICA OU PERÍODO DA DIVISÃO CELULAR: Duarante esta fase ocorre a divisão do núcleo da célula (Mitose ou cariocinese) e a divisão do citoplasma da célula (citocinese), originam-se duas células-filhas completamente individualizadas. A mitose inclui a Profáse, a Metáfase, Anáfase e a Telófase.

Esquema explicativo da Mitose

     Após a divisão do núcleo da célula, é a vez de ocorrer a divisão do seu citoplasma (citocinese) e individualização das duas células-filhas. A citocinese depende da formação de um anel contráctil (estrutura composta por filamentos proteicos) que se forma na zona do plano equatorial no fim da anáfase e na telófase. A contracção desses filamentos vai provocando o estrangulamento do citoplasma, até se separarem as células-filhas. 

   Observação: Nas células das plantas superiores, a citocinese não ocorre por estrangulamento, uma vez que a parede celular rígida destas células não permite a divisão dessa forma. O que acontece nas células vegetais é que vesículas oriundas do Complexo de Golgi posicionam-se no plao equatorial da célula e unem-se. As membranas dessas vesículas vão originar as membranas das células vegetais-filhas, enquanto que o conteúdo das vesículas vai originar as paredes celulares.

video Ilustrativo do ciclo celular em células animais

 Bom estudo!

Mutações génicas

Video idealizado para apresentar de forma resumida (e com bastante humor) informações sobre Mutações Genéticas

http://www.youtube.com/watch?v=LjQMd9Bn2DU

Síntese de proteínas

Olá,
deixo-vos um resumo da síntese proteica, acompanhado de um vídeo do projecto genoma humano, que pretende ilustrar a síntese proteica. Espero que dê para visualizar o que foi abordado na aula.

       (mais vídeos em  http://www.youtube.com/watch?v=1WcsuN8jM7M&feature=related)

A síntese de proteínas é um processo complexo em que participam vários intervenientes, podem salientar-se como características importantes a rapidez e amplificação. 

       Divide-se em duas etapas:

• Transcrição da Informação genética: A primeira etapa corresponde à síntese de RNAm a partir de um cadeia de DNA que lhe serve de molde. Chama-se transcrição do DNA porque a informação do DNA é transcrita para RNAm, por complemmentariedade das bases. Ao efectuar-se a transcrição, só uma cadeia do DNA é utilizada como molde. O complexo RNApolimerase fixa-se sobre uma certa sequência de DNA, desliza ao longo dela, provocando a sua abertura, e inicia-se a transcrição da informação. Após a passagem da RNApolimerase, a molécula de DNA reconstitui-se, estabelendo-se pontes de hidrogénio entre as bases complementares.A transcrição realiza-se no núcleo e os produtos primários desta transcrição (pré-RNAm), exprimentam processamento ou maturação, que é um conjunto de transformações que conduzem à formação de um RNAfuncional. No processamento do RNA por acção de enzimas, são retiradas os intrões (sequência de nucleótidos que não codificam informação), havendo posteriormente união dos exões (sequência de nucleótidos que codificam informação), estas transformações conduzem à formação do RNAm funcional.

• Tradução da Informação genética:  Nesta etapa a informação genétida contida no RNAm é traduzida numa sequência de aminoácidos, formando um polipéptido. É nos ribossomas que se afectua a tradução da mensagem contida no RNAm que especifica a sequência de aminoácidos na proteína. 

                Esta etapa divide-se em 3 fases:

1. Iniciação: A subunidade pequena do ribossoma liga-se ao RNAm na região de AUG (codão de iniciação). O RNAt, que transporta o aminoácido Metionina, liga-se ao codão de iniciação. A subunidade gramde riossomal liga-se à pequena subunidade. O ribossa está então funcional.
2. Alongamento: O anticodão (sequência de 3 nucleótidos que é complementar de um dos codões do RNAm) de um novo RNAt, que transporta um segundo aminoácido, liga-se ao segundo codão por complementaridade. Seguidamente, estabele-se uma primeira ligação peptídica entre o aminoácido que ele transporta e a metionina. O ribossoma avança três bases e o processo repete-se ao longo do RNAm. Continua com a tradução dis sucessivos codões e da ligação dos aminoácidos para a construção da proteína. 
3. Finalização: Quando o ribossoma chega a um codão de finalização (UAA, UAG, UGA) e por complementaridade o reconhece, termina a síntese. Os codões de finalização constituem verdadeiras pontuações da mensagem. A cadeia polipeptídica destaca-se. Os componentes do complexo de tradução separam-se. As subunidades ribossomais podem ser utilizadas para formar um novo complexo de iniciação com uma molécula de RNAm.

 

Act. Laboratorial: extracção e visualização de DNA de KIWI

Deixo uma imagem , tirada na aula, com os resultados da actividade laboratorial. Podem imprimir e juntar ao relatório que fizeram.

(cliquem na imagem para a ampliar)

Estrutura do DNA - Replicação do DNA

Estrutura e composição do DNA

     O DNA é um polímero constituído por unidades designadas por nucleótidos. Cada nucleótido é constituído por uma pentose (desoxirribose, açúcar simples constituído por cinco átomos de carbono), à qual se ligam um grupo fosfato e uma base azotada.

Ao observar a imagem verifica-se que num nucleótido, o carbono 5' da pentose está ligado ao grupo fosfato e o carbono 1' à base azotada.Existem 4 tipos de nucleótidos dependendo da base azotada que possuem: adenina (A), timina (T), citosina (C) e guanina (G). Cada novo nucleótido liga-se pelo grupo fosfato ao carbono 3' da pentose do último nucleótido da cadeia (reacção de síntese), repetindo-se o processo na direcção 5' - 3'.À ligação sequencial de nucleótidos chama-se cadeia polinucleotídica.A molécula de DNA, de acordo com o modelo proposto em 1953 por Watson e Crick, é constituída por duas cadeias de nucleótidos antiparalelas, ou seja, têm sentidos de crescimento inversos, e estão dispostas helicoidalmente. Esta dupla hélice mantém-se unida devido à complementaridade das bases azotadas que estabelecem ligações químicas entre si, as pontes de hidrogénio. A adenina do nucleótido de uma cadeia emparelha com a timina de um nucleótido da outra cadeia e a citosina com a guanina. Numa molécula de DNA a zona de ligação entre as bases azotadas de cada cadeia é considerada zona hidrofóbica e a zona onde se encontram as pentoses das cadeias é a zona hidrofílica.As moléculas de DNA diferem pelo número de nucleótidos das cadeias e pela sequência de pares de bases azotadas complementares.

 

Replicação do DNA 

Experiências de Meselson e Stahl

     O processo de replicação do DNA assegura tanto a produção de células geneticamente idênticas como a passagem da informação genética ao longo das gerações, em todos os organismos.
Na segunda metade do séc.XX surgiram três modelos que tentaram explicar o mecanismo da replicação: modelo conservativo, semiconservativo e dispersivo, esquematizados na imagem abaixo.

O modelo conservativo admitia que a molécula de DNA original apenas servia de molde para a formação de moléculas novas, que seriam formadas por duas novas cadeias de nucleótidos.
O modelo semiconservativo admitia que cada molécula nova de DNA seria formada por uma cadeia da molécula original e uma nova.
O modelo dispersivo admitia que cada molécula-filha seria formada por porções da molécula original e por regiões sintetizadas de novo, a partir de nucleótidos presentes na célula.

Meselson e Stahl levaram a cabo experiências que vieram apoiar o modelo semiconservativo. Na primeira experiência cultivaram bactérias (Escherichia coli) em meios de cultura diferentes: um contendo um isótopo pesado de azoto (15N) e outro contendo azoto normal (14N). Verificaram que as bactérias cultivadas em 15N incorporam esse azoto nos seus nucleótidos formando um DNA com maior densidade, que se deposita mais próximo do fundo do tubo.

Na segunda experiência cultivaram novamente bactérias E.coli num meio de cultura com 15N. Após várias gerações de bactérias se terem desenvolvido no meio com azoto pesado, foram transferidas para um meio de cultura com azoto normal (14N). Verificou-se que as bactérias com azoto pesado utilizaram o azoto normal para produzirem novas cadeias de DNA. Assim, na primeira geração, cada molécula de DNA apresentou uma cadeia de nucleótidos com 15N (que provinha da geração parental) e outra com 14N (formada com nucleótidos que incorporaram o azoto presente no meio). Desta forma as moléculas de DNA apresentaram uma densidade intermédia entre DNA com 15N e DNA com 14N. Numa segunda geração verificou-se que há 50% de moléculas de DNA de densidade normal e 50% de densidade maior. Numa terceira geração verificou-se que existia 75% moléculas de DNA com densidade normal, e apenas 15% de densidade maior (ver figura abaixo).

Apenas a hipótese semiconservativa do DNA prevê e justifica estes resultados. É designada de replicação semiconservativa porque no final deste processo obtém-se duas moléculas de DNA exactamente iguais, com os nucleótidos dispostos na mesma sequência em que estavam dispostos na molécula original, e cada uma das moléculas fica com uma das cadeias da molécula original que lhes serviu de mole.

Actualmente sabe-se que a replicação do DNA é um processo complexo que envolve a acção de enzimas. As etapas da replicação semiconservativa são:

1. Inicia-se pela ligação à molécula de DNA de uma enzima, a DNA helicase.
2. Este complexo desfaz a dupla hélice e corta as pontes de hidrogénio, provocando a separação das duas cadeias antiparalelas.
3. À medida que a  DNA helicase vai abrindo a molécula de DNA, outra enzima chamada DNA-polimerase vai ligando a cada uma das cadeias os nucleótidos complementares de acordo com a complementaridade das bases azotadas.
4. Cada cadeia nucleotídica antiga serve assim de molde à nova cadeia antiparalela que se vai formando à passagem do complexo enzimático.

O modelo da replicação semiconservativa é, até hoje, o mais aceite.

Bem vindo!